Modelado jerárquico funcional de reactores nucleares : combinando GTST-DMLD con dinámica de sistemas

Abstract

En este trabajo se propone el uso de herramientas de modelado de sistemas tecnológicos complejos basados en objetivos y su modelado funcional y dinámico orientado a dar soporte analítico a la toma de decisiones en la materia de seguridad nuclear operacional. Para ello se presenta los resultados de adoptar la técnica de modelado Goal Tree Success Tree – Dynamic Master Logic Diagram (GTST-DMLD) y utilizarlo como input para el modelado dinámico con System Dynamics (SD). El trabajo se desarrolla a partir de un caso de estudio de un reactor nuclear Pressurized Water Reactor (PWR). Se emplean trabajos científicos y técnicos para evaluar los componentes principales del sistema primario del reactor, se modela su arquitectura jerárquica-funcional mediante GTST-DMLD y se analiza su contribución al cumplimiento de la función de seguridad de refrigeración. Finalmente se presentan los resultados de implementar esta representación lógica como inputs a un modelo de simulación basado en SD. En dicha simulación se considera la afectación a la seguridad y la disponibilidad que realizan las fallas espontáneas y acciones de mantenimiento correctivo de los componentes. Asimismo, se postulan dos escenarios de falla para estudiar qué impacto tienen sobre la función de refrigeración. Estos resultados permiten una valoración preliminar sobre la metodología propuesta para ser empleada en evaluaciones de seguridad y de disponibilidad de reactores nucleares.

This paper proposes the use of tools for modeling complex technological systems based on objectives and their functional and dynamic modeling aimed at providing analytical support to decision-making in operational nuclear safety. For this, the results of adopting the Goal Tree Success Tree - Dynamic Master Logic Diagram (GTST-DMLD) modeling technique and using it as input for dynamic modeling with System Dynamics (SD) are presented. The work is developed from a case study of a Pressurized Water Reactor (PWR) nuclear reactor. Scientific and technical work is used to evaluate the main components of the reactor's primary system. Its hierarchical-functional architecture is modeled using GTST-DMLD, and its contribution to the fulfillment of the refrigeration safety function is analyzed. Finally, the results of implementing this logical representation as inputs to a simulation model based on SD are presented. In this simulation, the impact on safety and availability caused by spontaneous failures and corrective maintenance actions of the components is considered. Likewise, two failure scenarios are postulated to study what impact they have on the cooling function. These results allow a preliminary assessment of the proposed methodology used in safety and availability evaluations of nuclear reactors.